2020届一轮复习人教版人工固氮技术——合成氨课时作业(1)

2020届一轮复习人教版人工固氮技术——合成氨课时作业(1)

‎2020届一轮复习人教版 人工固氮技术——合成氨 课时作业 (1)‎ 学校：__________姓名：__________班级：__________考号：__________ 1、属于人工固氮的是（ ）‎ A. 分离液态空气制氮气 B. 工业合成氨 C. 闪电时N2转化为NO D. 豆科作物根瘤菌将N2转化为NH3‎ ‎2、下列化学工业有关设备、原料、反应条件配套的是（　　）‎ A．联合制碱法制纯碱：吸氨塔、碳酸塔、食盐、二氧化碳、氨、30 ℃～35 ℃的氨化饱和食盐水吸收CO2‎ B．接触法制硫酸：氧化炉、硫铁矿、V2O5、4000～5000 ℃‎ C．合成氨：沸腾炉、焦炭、铁触媒、500 ℃‎ D．氨氧化法制硝酸：合成塔、空气、铂铑合金、8000 ℃‎ ‎3、汽车尾气中的烃类、CO、NOx和SO2是城市空气的重要污染源，治理方法之一是在汽车排气管上加装“催化转化器”，它使CO和NOx反应可生成参与大气循环的无毒气体，并使烃类充分燃烧及SO2转化，下列说法错误的是(　　)‎ A．CO和NOx反应的化学方程式为：2xCO＋2NOx催化剂,2xCO2＋N2‎ B．此方法的缺点是由于SO3增多，会提高空气的酸度 C．多植树造林，增大绿化面积，可有效控制城市空气的各种污染源 D．汽车改用天然气、液化气燃料或开发新能源，都会减少对空气的污染 ‎4、液氨钢瓶突然爆炸的原因可能是(　　)‎ A．长时间的烈日暴晒导致钢瓶内液氨挥发，压强增大 B．液氨自燃引起爆炸 C．液氨泄漏出来，遇到明火燃烧从而引起爆炸 D．阳光照射促进液氨分解产生氢气，氢气遇火燃烧引起爆炸 ‎5、对于可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(正反应为放热反应)，下列说法正确的是(　　)‎ A．达到平衡时N2、H2、NH3的含量一定相等 B．达到平衡后加入N2，当重新达到平衡时，NH3的浓度比原平衡的大，H2的浓度比原平衡的小 C．达到平衡时，升高温度，加快了逆反应速率，减慢了正反应速率，所以平衡向逆反应方向移动 D．加入催化剂可以缩短达到平衡的时间，是因为正反应速率加快了，逆反应速率减慢了 ‎6、工业上合成氨时一般采用500 ℃左右的温度，其原因是：①适当提高氨的合成速率　②提高氢气的转化率　③提高氨的产率　④催化剂在该温度下活性最大(　　)‎ A．只有①②④ B．只有①②③‎ C．①②③④ D．只有①③④‎ ‎7、下列有关合成氨工业的说法中，正确的是（　　）‎ A．从合成塔出来的混合气体中，氨气占15%，所以生产氨的工厂的效率都很低 B．由于氨易液化，N2和H2在实际生产中循环使用，所以总体来说，氨的产率很高 C．合成氨工业的反应温度控制在500 ℃，目的是使化学平衡向正反应方向移动 D．我国合成氨厂采用的压强是20 MPa～50 MPa，因为该压强下铁触媒的活性最大 ‎8、工业上制NH3的反应如下：‎ N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol－1‎ 假设这个反应处于平衡状态，在体积不变的条件下，下列措施能提高NH3‎ 产率的是（　　）‎ ‎①升温　②增大压强　③使用铁触媒　④降温　⑤减小压强　⑥充入一定体积的氩气　⑦按N2与H2起始状态相同的投料比再充入N2与H2的混合气体 A．①②③⑦ B．①②③⑥ C．②④⑦ D．②④⑥⑦ 9、某温度时，在一体积为2 L的密闭容器中，通入112 g N2和24 g的H2，此时容器内压强为p大气压。在该温度和催化剂作用下，H2和N2反应达到平衡，测得平衡时压强为0.95p大气压，下列说法不正确的是（　　）‎ A．平衡时，N2物质的量是3.6 mol B．平衡时，H2的物质的量是10.8 mol C．平衡时，N2的转化率10%‎ D．NH3的体积百分含量是10% 10、某工厂用CaSO4、H2O、NH3、CO2制备(NH4)2SO4。其工艺流程如下：‎ ‎ 下列推断不合理的是 A．往甲中通CO2有利于(NH4)2SO4生成 B．生成1 mol (NH4)2SO4至少消耗2 mol NH3‎ C．在实际生产中CO2可被循环使用 D．直接蒸干滤液能得到纯净的(NH4)2SO4 11、属人工固氮的化学反应是 A．N2与H2在一定条件下反应生成NH3‎ B．由NH3转变成NH4HCO3‎ C．NO与O2反应生成NO2‎ D．豆科植物的根瘤菌将氮的化合物转变成植物蛋白 12、利用天然气合成氨的工艺流程的示意图如下所示： 依据上述流程，完成下列填空： （1）天然气脱硫时的化学方程式是 （2）n mol CH4经一次转化后产生CO 0.9n mol、产生H2 mol（用含n的代数式表示）‎ ‎ （3）K2CO3（aq）和 CO2反应在加压下进行，加压的理论依据是 （多选扣分） （a）相似相溶原理 （b）勒沙特列原理 （c）酸碱中和原理 （4）由KHCO3分解得到的CO2可以用于 （写出CO2的一种重要用途）。 13、联合生产是实现节能减排的重要措施，工业上合成氨和硝酸的联合生产具有重要的意义．下面是工业上合成氨的简易流程：‎ ‎（1）设备A中含有电加热器，触媒和热交换器，设备A的名称是 ，其中发生的化学反应方程式为 ；‎ ‎（2）设备B的名称是 ，其中m和n是两个通水口，入水口是 （填“m”或“n”）；不宜从相反方向通水的原因是 ；‎ ‎（3）设备C的作用是 ．‎ ‎（4）原料气中往往含有CO等杂质，在进行反应前要先净化，净化的原因是 ．‎ ‎（5）氮气和氢气的混合气体通过压缩机压缩的原因是 ．‎ ‎（6）生产出来的NH3可以用来生产硝酸．在制备硝酸的过程中，由于二氧化氮不能一次性被水完全吸收，因此生成的气体须经过多次氧化、吸收的循环操作，使其充分转化为硝酸（不考虑生产过程中的其它损失）．‎ ‎①从理论上分析，要使氨气完全转化为硝酸，则原料中氧气和氨气物质的量的投料比至少为 ．‎ ‎②如果按理论上的原料比将原料放在特定条件的密闭容器中进行反应，所有物质不与外界交换，则最后所得溶液的质量分数为 ．（保留三位有效数字）‎ ‎14、联合生产是实现节能减排的重要措施，工业上合成氨和硝酸的联合生产具有重要意义．如图1是工业上合成氨的简易流程：‎ ‎（1）设备A内部结构如图2所示，其名称是 ，其中发生的化学反应方程式为 ；选择500℃进行反应的主要原因是 ；生产中原料气必须进行脱硫，目的是 ．‎ ‎（2）设备B的名称是 ，其作用是 ，图中a和b是两个通水口，其中入水口是 （填“a”或“b”）．‎ ‎（3）氮气和氢气的混合气体通过压缩机压缩的原因是 ．‎ ‎（4）生产出来的NH3可以用来生产硝酸．其中在氨气催化氧化过程中，不同温度下生成产物可能有所不同，温度对氨氧化产物产率的影响如图3所示；当温度大于900℃时，NO的产率下降的主要原因是 ．‎ ‎（5）某化肥厂用NH3制备NH4N03．已知：由NH3制NO的产率是94%，NO制HNO3的产率是89%，则制HN03所用NH3的质量占总耗NH3质量（不考虑其它损耗）的 %（保留两位有效数字）．‎ ‎15、化学是人类进步的关键，化学为人类的生产、生活提供了物质保证．氮的化合物是重要的化工原料，在工农业生产中有很多重要应用．工业上合成氨的流程示意图如图：‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）25℃时合成氨反应热化学方程式为：N2（g）+3H2（g）2NH3（g），△H=﹣92.4kJ/mol． 在该温度时，取1molN2和3molH2放在密闭容器中，在催化剂存在下进行反应，测得反应放出的热量总是小于92.4kJ．其原因是 ．‎ ‎（2）原料氢气的来源是水和碳氢化合物，写出工业生产中分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学反应方程式： 、 ．‎ ‎（3）设备B的名称 ，其中m和n是两个通水口，入水口是 （填“m”或“n”），‎ 不宜从相反方向通水的原因 ．‎ ‎（4）设备C的作用是 ．‎ ‎（5）为了提高其产量，降低能耗，近年有人将电磁场直接加在氮气与氢气反应的容器内，在较低的温度和压强条件下合成氨，获得了较好的产率．从化学反应本质角度分析，电磁场对合成氨反应的作用是 ；与传统的合成氨的方法比较，该方法的优点是 ．‎ ‎16、合成氨联产二甲醚是一项具有中国特色的化工工艺，具有节能环保的作用，其主要工艺流程如下：‎ 已知造气时，主要发生的反应有：CH4＋H2O―→CO＋3H2……①；‎ ‎2CH4＋O2―→2CO＋4H2……②。‎ CO、CO2均可与H2合成甲醇，合成甲醇后排出的醇后气中有很少量的CO、CO2，需与H2转化为甲烷，防止CO使合成氨催化剂中毒。‎ ‎(1)NH3(g)===NH3(l)　ΔH________0(填“>”、“<”或“＝”，下同)；ΔS________0。‎ ‎(2)相同体积的天然气，采用“合成氨同时联产二甲醚”和直接合成氨相比，新工艺的优越性有________。‎ a. 减少二氧化硫排放 ‎ b. 适应低碳经济 c. 可提高氮肥产量 ‎ d. 资源综合利用率和经济效益高 ‎(3)在催化剂、高温、高压下，CO2转化为甲烷的化学方程式为___________________________________________________。‎ ‎(4)假定造气时产生的转化气中不含CO2，H2与CO物质的量的比值为2.2，空气由80% N2和20% O2组成，天然气中CH4为100%，且①和②的转化率均为100%。则同温同压下通入的空气和水蒸气的体积比V(空气)/V(水蒸气)＝________。‎ ‎(5)今有224 m3(已折合成标准状况)由CO、H2、N2组成的混合气体，分别合成甲醇和氨，且三种气体均完全转化，驰放气中甲烷忽不计，若得到液氨34 kg，则同时得到二甲醚多少千克？________。‎ ‎17、合成氨工业中，采用氮气和氢气1∶2.8的物质的量之比进入合成塔。从合成塔出来的混合气体中，氨气占体积的15%。为使氮气和氢气得到充分利用，工业上采用将氨气分离向剩余反应物中不断补充新鲜的原料气使氮气和氢气的物质的量之比仍为1∶2.8，并将其重新充入合成塔的方法来合成氨。‎ ‎(1)不用计算，说出H2、N2平衡转化率较大的是__________________________。‎ ‎(2)从合成塔出来的气体__________1/2.8(填“<”、“>”或“＝”)。‎ ‎(3)采用相同温度、相同压强，若初始n(N2)∶n(H2)＝1∶3，则氨气的体积分数_________15%(填“<”、“>”或“＝”)。‎ ‎(4)计算氮气和氢气以1∶2.8的物质的量之比反应时H2、N2的平衡转化率_________________________。‎ ‎18、在容积相同的四个容器中，按下列要求充入各气体，并加入适当的催化剂，在400 ℃时分别建立平衡，四种情况下H2的转化率由大到小的顺序是__________。‎ ‎①1 mol N2＋3H2　②2 mol N2＋3H2　③1 mol N2＋4H2 ④1 mol N2＋4H2＋0.5 mol NH3‎ ‎19、工业合成氨是在一定条件下进行的可逆反应：N2(g)＋3H2(g) ===2NH3(g)。其部分工艺流程如下：‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)第②步除需要催化剂这个条件外，还需要的条件是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)第①步操作中原料气“净化”的目的是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________，‎ 第③步操作中的目的是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)工业合成氨反应后可以通过降低混合气体的温度而使氨气分离出来。这种分离物质的方法的原理类似于下列哪种方法？________(填编号)。‎ a．过滤　　　　　　　　　b．蒸馏 c．分液 d．萃取 你作出这个判断的理由是________________________________________________________________________。‎ ‎(4)可以用氯气来检验输送氨气的管道是否漏气，如果漏气则会有白烟生成。该反应的化学方程式为________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎20、某一化工厂为了综合利用生产过程中的副产品CaSO4，和相邻的合成氨厂联合设计了以下制备(NH4)2SO4的工艺流程：‎ 请回答以下问题：‎ ‎(1)合成氨反应的化学方程式是________________________。沉淀池中发生的主要反应方程式是__________________________________________。该反应能够发生的原因是______________________________________。‎ ‎(2)在上述流程的沉淀池中通入足量氨气的目的是______________________________________________________________________________，‎ 可以循环使用的X是________。‎ ‎(3)该生产过程中的副产品是________，从绿色化学和资源综合利用的角度说明上述流程的主要优点是______________________________；从物质的性质和工业生产实际的角度考虑该流程的主要缺陷是________________________________。‎ 参考答案 ‎1、答案：B A．分离液态空气制氮气，属于物理变化，氮元素化合价不变，不属于固氮，选项A不选；B．工业合成氨是N2与H2在一定条件下反应生成NH3，属于人工固氮，选项B选；C．闪电时N2转化为NO，属于自然固氮，选项C不选；D．豆科作物根瘤菌将N2转化为含氮化合物，属于生物固氮，属于生物固氮，选项D不选。答案选B。‎ ‎2、答案：A 接触法制硫酸的适宜温度为400～500 ℃，B项错误；合成氨不使用沸腾炉，其主要设备为合成塔，C项错误；氨氧化法制硝酸的温度不需要8000 ℃高温，D项错误。 3、答案：C 由CO、NOx反应生成参与大气循环的无毒气体及原子守恒得出，A正确；由SO2的转化(在空气中)知道应生成SO3，SO3结合空气中的水蒸气生成硫酸酸雾，提高了空气的酸度，B正确；植树造林能净化空气但不能控制污染源，C错误。D正确，天然气、液化气是洁净燃料。‎ ‎4、答案：A 液氨钢瓶密封，没有O2，氨也不会自然，氨要有催化剂存在才分解。‎ ‎5、答案：B 化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态，A选项错误；达到平衡后加入N2，即增大反应物浓度，化学平衡向正反应方向移动，NH3的浓度会增大，H2的浓度会减小，B选项正确；升高温度，正、逆反应速率都增大，吸热反应方向的反应速率增大程度大于放热反应方向反应速率增大的程度，平衡向逆反应方向移动，C选项描述放热反应速率减慢是错误的；催化剂能同等程度地改变正逆反应速率，缩短达到平衡所需的时间，D选项错误。‎ ‎6、答案：C 7、答案：B 虽然合成氨的平衡混合物中NH3含量不高(15%左右)，但由于N2和H2可循环利用，NH3的整体产率是很高的，故A项不正确，B项正确；500 ℃高温是为了增大反应速率和提高催化剂的活性，合成氨反应为放热反应，升高温度会使平衡向逆反应方向移动，故C项不正确；催化剂的活性不受压强的影响，故D项不正确。‎ ‎8、答案：C 依据合成氨反应的特点N2＋3H2 2NH3，正反应是一个体积减小、放热的反应，故增大压强、降低温度、增大反应物浓度都能使平衡正向移动，提高NH3的产率。而使用催化剂只能加快反应速率，不能使平衡发生移动，在体积不变的条件下，充入不反应的稀有气体，不会改变平衡混合气体中各成分的浓度，故平衡也不移动，选项C正确。 9、答案：D 充入的气体的物质的量分别为：‎ n(N2)＝＝4 mol　n(H2)＝＝12 mol 由压强的变化可知平衡后的气体的物质的量为：‎ ‎＝‎ n(总)＝15.2 mol N2　＋　　3H2　　　2NH3‎ 初： 4 mol 12 mol 0‎ 变： x 3x 2x 平： 4 mol－x 12 mol－3x 2x ‎4 mol－x＋12 mol－3x＋2x＝15.2 mol　　‎ x＝0.4 mol 故平衡时N2的物质的量是3.6 mol，H2的物质的量为10.8 mol。N2的转化率为：α(N2)＝×100%＝10%‎ NH3的百分含量为：×100%＝5.3%。 10、答案：D 该反应原理为2NH3＋CO2＋H2O===(NH4)2CO3，CaSO4＋(NH4)2CO3 === CaCO3↓＋(NH4)2SO4，CaCO3CaO＋CO2↑。直接蒸干会导致(NH4)2SO4分解。 11、答案：A 固氮必须是将游离态的氮转化为化合态的氮，D项为生物固氮，不符合题意。A选项是可以的。 12、答案：（1）3H2S＋2Fe(OH)3=Fe2S3＋6H2O （2）2.7n （3）b （4）生产纯碱（或作制冷剂等，其它合理答案也给分）‎ 题分析：（1）根据图示可知，用Fe(OH)3脱去天然气中的H2S，所以反应的化学方程式为3H2S＋2Fe(OH)3=Fe2S3＋6H2O。 （2）CH4+H2O=CO+3H2，所以生成0.9n molCO时，生成H22.7nmol。 （3）K2CO3+H2O+CO2=2KHCO3，加压平衡正向移动，依据的原理是勒沙特列原理。 （4）CO2可以用来做制纯碱的原料。 考点：工业流程 点评：本题主要考查学生分析问题的能力，难度较小，综合性强。‎ ‎13、答案：（1）合成（氨）塔；N2+3H22NH3；‎ ‎（2）冷却塔（或冷凝器）；n；高温气体由冷却塔的上端进入，冷却水从下端进入，逆向冷却效果好；‎ ‎（3）分离液氨和未反应的原料气；‎ ‎（4）防止催化剂中毒；‎ ‎（5）增大压强，加快反应速率，使平衡朝生成NH3的方向进行；‎ ‎（6）① 1：2；‎ ‎② 77.8%．‎ 解：本题考查工业合成氨．‎ ‎（1）氮气和氢气经过压缩、除油后进入合成塔合成氨气，所以A为合成塔；工业合成氨中合成塔中的反应为：氮气和氢气在高温高压条件下生成氨气，反应方程式为：N2+3H22NH3，‎ 故答案为：合成（氨）塔；N2+3H22NH3；‎ ‎（2）从合成塔出来的气体温度较高，需要先降温再吸收，则B为冷却塔（或冷凝器）；一元高温气体由冷却塔的上端进入，冷却水从下端进入，逆向冷却效果好，所以入水口为n，‎ 故答案为：冷却塔（或冷凝器）；n；高温气体由冷却塔的上端进入，冷却水从下端进入，逆向冷却效果好；‎ ‎（3）设备C是分离塔，将生成的液态氨气与未反应的原料气分离，氨气不断被液化分离，减小氨气的浓度，促使平衡不断正向移动，提高原料的利用率，‎ 故答案为：分离液氨和未反应的原料气；‎ ‎（4）原料气中的H2S、CO、CO2等杂质容易造成催化剂中毒，降低催化效果，所以必须将原料气中往往含有的H2S、CO、CO2等杂质除去，防止催化剂中毒，‎ 故答案为：防止催化剂中毒；‎ ‎（5）氮、氢混合气体送入合成塔前要通过压缩机压缩，来增大压强，这样可以加快化学反应速率，还可以让化学平衡朝生成NH3的方向进行，‎ 故答案为：增大压强，加快反应速率，使平衡朝生成NH3的方向进行；‎ ‎（6）①由4NH3+5O24NO+6H2O、4NO+3O2+2H2O=4HNO3可得：NH3+2O2=HNO3+H2O，则原料氨气和氧气物质的量的投料比为1：2，‎ 故答案为：1：2；‎ ‎②由4NH3+5O24NO+6H2O、4NO+3O2+2H2O=4HNO3可得：NH3+2O2=HNO3+H2O，则按理论上的原料比将原料放在一个具有反应条件的密闭容器中进行，所有物质不与外界交换，则生成1molHNO3、molH2O，则硝酸的质量分数为：×100%=77.8%，‎ 故答案为：77.8%．‎ ‎14、答案：（1）合成塔，N2 +3H22NH3 ，此温度下催化剂效率最高，防止催化剂中毒；‎ ‎（2）冷却塔或（冷凝器）；利用余热，节约能源；b；‎ ‎（3）增大压强，加快反应速率，使平衡朝生成NH3的方向进行；‎ ‎（4）部分NO转化为N2；‎ ‎（5）54．‎ 解：（1）合成氨的工业设备是合成塔；N2与H2合成NH3所用的催化剂是铁砂网，温度过低，反应速率较慢，温度较高，不利合成氨气，选择500℃的主原因是在这个温度下催化剂活性最大；生产中原料气必须进行脱硫可以防止催化剂中毒；‎ 故答案为：合成塔，N2 +3H22NH3 ，此温度下催化剂效率最高，防止催化剂中毒；‎ ‎（2）B为冷凝器或冷却塔；合成氨的反应属于放热反应，用热交换器可以充分利用余热，节约能源；氮、氢混合气体送入合成塔前要通过压缩机压缩，来增大压强，这样可以加快化学反应速率，还可以让化学平衡朝生成NH3‎ 的方向进行；a和b是两个通水口，其中入水口应考虑下进上出；‎ 故答案为：冷却塔或（冷凝器）；利用余热，节约能源；b；‎ ‎（3）增大压强，加快反应速率，平衡向气体体积减小的方向移动，即平衡朝生成NH3的方向进行；‎ 故答案为：增大压强，加快反应速率，使平衡朝生成NH3的方向进行；‎ ‎（4）各反应为放热反应，高温下不利于向正反应进行，由图象可知，温度高于900℃时，NO的产率降低，氮气的产率增大，故温度高于900℃时应是部分NO转化为N2；‎ 故答案为：部分NO转化为N2；‎ ‎（5）由NH3制NO的产率是94%、NO制HNO3的产率是89%，根据氮原子守恒可知，NH3～NO～HNO3，则1mol氨气可得到硝酸1mol×94%×89%=0.8366mol，由HNO3+NH3═NH4NO3，则该反应消耗的氨气的物质的量为0.8366mol，氨气的质量之比等于物质的量之比，则制HNO3所用去的NH3的质量占总耗NH3质量的百分数为×100%=54%；即制HNO3所用去的NH3的质量占总耗NH3质量的54%；‎ 故答案为：54．‎ ‎15、答案：（1）该反应是可逆反应，原料气不可能完全反应；‎ ‎（2）C+H2O CO+H2；CH4+H2O CO+3H2；‎ ‎（3）冷凝器；n；高温气体从冷凝塔上端进入，冷却水从下端进入，逆向冷凝效果更好；‎ ‎（4）在分离塔内将液氨和未反应的原理气体分离；‎ ‎（5）在电磁场的作用下氮氮三键更容易断裂，降低了反应所需要的能量，反应更容易进行；节约了能源、降低了对设备的要求．‎ ‎（1）由N2（g）+3H2（g）2NH3（g），△H=﹣92.4kJ/mol可知，生成2mol氨气放出92.4kJ热量，l molN2和3molH2放在密闭容器中，在催化剂存在下进行反应，由于可逆反应不可能完全转化，所以生成氨气的物质的量小于2mol，放出的热量小于92.4kJ；‎ 故答案为：该反应是可逆反应，原料气不可能完全反应；‎ ‎（2）碳和水蒸气反应方程式：C+H2O CO+H2，甲烷和水蒸气反应方程式：CH4+H2O CO+3H2，‎ 故答案为：C+H2O CO+H2；CH4+H2O CO+3H2；‎ ‎（3）混合气体进入冷却塔冷凝，冷凝水从下口进入上口排除，逆向冷凝效果更好，‎ 故答案为：冷凝器；n；高温气体从冷凝塔上端进入，冷却水从下端进入，逆向冷凝效果更好；‎ ‎（4）C是分离塔，在分离塔内将液氨和未反应的原理气体分离，‎ 故答案为：在分离塔内将液氨和未反应的原理气体分离；‎ ‎（5）在电磁场的作用下氮氮三键更容易断裂，降低了反应所需要的能量，反应更容易进行；传统的合成氨的条件是高温、高压，该方法的优点是低温、低压，这样就节约了能源、降低了对设备的要求，‎ 故答案为：在电磁场的作用下氮氮三键更容易断裂，降低了反应所需要的能量，反应更容易进行；节约了能源、降低了对设备的要求．‎ ‎16、答案：(1)<　<‎ ‎(2)bd ‎(3)CO2＋4H2CH4＋2H2O ‎(4)10‎ ‎(5)46 kg ‎(1)气态氨到液态氨是放热过程，气体变为液体，混乱度减小，故ΔH<0，ΔS<0。(3)CO2转化为甲烷：CO2＋4H2CH4＋2H2O。(4)设通入空气为x，水蒸气为y，由反应①和②可知生成H2为3y＋0.8x，生成CO为y＋0.4x，则＝2.2，解得x∶y＝10∶1。(5)可利用原子守恒来解：得到液氨34 kg，则消耗N2 103 mol，消耗H2 3×103 mol，混合气体总共1×104 mol，则合成二甲醚的CO、H2共有：1×104 mol－1×103 mol－3×103 mol＝6×103 mol，CO与H2按1∶2合成甲醇，再到甲醚，则由碳原子守恒可知生成1×103 mol二甲醚，即46 kg。‎ ‎17、答案：(1)H2　(2)>　(3)>　(4)α(N2)＝24.8%　α(H2)＝26.6%‎ 很明显，当反应物按照化学方程式中的系数之比加入时，各物质的转化率相同，生成物的体积分数最大。当不按照反应的系数比加入时，比例变小的转化率高，平衡时所占比例会更小。‎ 假设加入氮气和氢气分别为1 mol、2.8 mol，反应的氮气的物质的量为x mol，则 ‎　　　　　　　3H2　＋　N22NH3‎ 初始物质的量/mol 2.8 1 0‎ 转化物质的量/mol 3x x 2x 平衡物质的量/mol 2.8－3x 1－x 2x ‎×100%＝15% x＝0.248‎ N2的平衡转化率为×100%＝24.8%‎ H2的平衡转化率为×100%＝26.6%‎ ‎18、答案：②>①>③>④‎ ‎②是在①中增加N2，故H2的转化率增大，即②>①。③是在①中增加H2，故H2的转化率减小，即①>③。而④是在③基础上增加氨，平衡向逆反应方向移动，H2的转化率变小，有③>④。由此可知H2的转化率由大到小顺序为②>①>③>④。‎ ‎19、答案：(1)高温、高压 ‎(2)防止催化剂中毒　实现原料的循环利用，提高原料利用率(或提高经济效益等)‎ ‎(3)b　通过温度的改变而改变物质的状态，达到分离的目的 ‎(4)8NH3＋3Cl2===6NH4Cl＋N2‎ ‎(2)原料气中往往含有使催化剂中毒的物质，所以在进行原料气的反应前，需要除掉其中的杂质；工业合成氨反应后的混合气体中既有氨气，也有未反应的氢气、氮气，所以为了提高原料气的利用率，将未反应的原料气进行重新利用，这样可以提高经济效益。‎ ‎(3)降低温度，氨变为液态，从而进行分离，所以跟工业上利用的蒸馏类似，都是通过改变温度，使物质的状态发生变化而分离。‎ ‎(4)2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl，生成的HCl又与NH3反应生成NH4Cl小颗粒——白烟产生。‎ ‎20、答案：(1)N2＋3H22NH3　CaSO4＋CO2＋2NH3＋H2O===CaCO3↓＋(NH4)2SO4　生成的CaCO3溶解度小于CaSO4，有利于反应正向进行 ‎(2)一方面提供反应物，另一方面使溶液呈碱性有利于CO2的吸收　CO2‎ ‎(3)生石灰　该流程中，产生的CO2循环使用，得到的产品和副产品都是有用物质，无废物产生　由于CaSO4溶解度小，此反应的产率比较低。‎ 根据反应CaSO4＋CO2＋2NH3＋H2O===CaCO3↓＋(NH4)2SO4和平衡原理可知，生成的CaCO3溶解度小于CaSO4，有利于反应正向进行，溶液呈碱性有利于CO2的吸收，所以通入足量氨气；根据流程判断可知循环的气体X是CO2，副产品是生石灰。 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